水资源短缺风险综合评价数学建模

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1、数学建模期末考试——水资源短缺风险综合评价班级：数学08—班姓名：沈家美学号:200806001162水资源短缺风险综合评价摘要本文是通过在统计年鉴中搜索数据，附表中所列的数据给出了1979年至2008年北京市水资源短缺的状况，针对我国首都北京市的水资源短缺风险状况进行综合分析与评价。基于层次分析法建立了水资源短缺风险评价模型，可对水资源短缺风险发生的概率和缺水影响程度给予综合评价。首先利用回归模型模拟和预测水资源短缺风险发生的概率，而后建立了基于层次分析法水资源短缺风险评价模型最后利用判别分析识别岀水资源短缺风险敏感因子，作为实例对北京市197

2、9-2008年的水资源短缺风险研究表明水资源总量、农业用水量、工业用水量、污水排放总量以及第三产业及生活等其它用水量是北京市水资源短缺的主要致险因子。同时，对城市水资源综合风险管理模式作了一定的探讨和分析，拟为城市水资源安全规划和管理提供科学的决策依据。关键词水资源短缺风险；北京市;综合评价；层次分析法；回归模型；判别分析；致险因子；Excel一、问题重述我们都知道，水是我们生命之源，水是人类社会进步发展的支柱。随着社会不断地向前发展，人类对水资源的需求不断增长，水资源紧缺程度不断加重，已成为影响社会发展的制约因素。我国是一个缺水的国家，人均水资

3、源占有量不足世界的1/4,居世界第109位，被联合国列为13个缺水国家之一。而我国的首都北京，却是世界上水资源严重缺乏的大都市之一，其人均水资源占有量不足300m3,为全国人均的1/8,世界人均的1/30,属重度缺水地区，附表中所列的数据给出了1979年至2008年北京市水资源短缺的状况。北京市水资源短缺已经成为影响和制约首都社会和经济发展的主要因素。政府采取了一系列措施，如南水北调工程建设，建立污水处理厂,产业结构调整等。但是，气候变化和经济社会不断发展，水资源短缺风险始终存在。如何对水资源风险的主要因子进行识别，对风险造成的危害等级进行划分，

4、对不同风险因子采取相应的有效措施规避风险或减少其造成的危害，这对社会经济的稳定、可持续发展战略的实施具有重要的意义。水资源，是指可供人类直接利用，能够不断更新的天然水体。主要包括陆地上的地表水和地下水。风险，是指某一特定危险情况发生的可能性和后果的组合。水资源短缺风险，泛指在特定的时空环境条件下，由于来水和用水两方面存在不确定性，使区域水资源系统发生供水短缺的可能性以及由此产生的损失。水资源短缺已成为影响和制约首都社会和经济发展的主要因素。为此我们大力研究水资源短缺这个问题。要解答的问题是：1以北京为例，评价判定北京市水资源短缺风险的主要风脸因子

5、是什么？影响水资源的因素很多，例如：气候条件、水利工程设施、工业污染、农业用水、管理制度，人口规模等。2建立一个数学模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价，作出风险等级划分并陈述理由。对主要风险因子，如何进行调控，使得风险降低？3对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测，并提岀应对措施。4以北京市水行政主管部门为报告对象，写一份建议报告。二、问题分析近年来，受气候变化和经济社会不断发展的影响，水资源短缺问题日趋严重,对水资源短缺风险的研究已引起了广泛的重视，根据查资料分析，北京市水资源开发利用中存在的问题主要有：(1)±游来水衰减趋势十分明显；(

6、2)长期超采地下水导致地下水位下降；(3)水污染加重了水危机；(4)人口膨胀和城市化发展加大了生活用水需求等。因此,导致北京水资源短缺的主要原因有资源型缺水和水质型缺水等。影响北京水资源短缺风险的因素可归纳为以下两个方面：(1)自然因素:①人口数;②入境水量;③水资源总量;④地下水位埋深；(2)社会经济环境因素:①工业用水量;②污水排放量；；④第三产业及生活用水量;⑤农业用水量。1979年至2008年北京市水资源短缺的状况的数据表在附录中已经给岀，根据表中的数据我们可以用Matlab画出如下图：图1.水资源总量图2.农业用水、工业用水、第三产业及

7、生活等其他用水农业丿IJ水工、I上片J水第三严、业仪生话毋其它用水从给岀的1979年到2008年北京水资源短缺的表格中可以发现除1985年、1987年、1991年和1996年水资源的总用量小于水资源总量，而其他年份都入不敷出。农业用水占总用水量的最大比重，但从1979年到2000年呈下降趋势，而第三产业的用水量日趋上升，这也侧面反映了社会经济的发展使第三产业用水量增加，而工业用水量变化幅度较小。通过简单的作图发现，农工业用水，第三产业及生活等其他用水，水资源总量有着一定变化，可以从数据变化的角度对它们加以分析.三、模型假设1、假设计算中的微小误差

8、忽略不计2、假设题中的主要风险因子指标的影响程度是逐渐降低的。、3、假设各个年份之间的数据相互独立，不互相影响。4、假设通过一定的措施能